一种焊接工件安装装置及焊接装置和焊接生产线的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种焊接工件安装装置及焊接装置和焊接生产线，其包括：一个用于容纳焊接工件的容纳空间；由电机驱动的驱动轴或驱动轮，设于容纳空间下方，驱动轴或驱动轮的周向表面为与焊接工件表面接触带动其转动的驱动表面；用于压紧焊接工件的下压定位机构，设于容纳空间的上方；用于对焊接工件左右位置进行定位的定位挡板，设于容纳空间的左右两侧。本实用新型直接将焊接工件放置于驱动轴上，焊接时只需考虑焊接工件自身的公差，由于没有了与安装机构的公差叠加，提高了焊接工件的位置精度，使焊枪对位控制更迅速简单。
【专利说明】一种焊接工件安装装置及焊接装置和焊接生产线
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及焊接领域，特别是一种焊接工件安装装置。
【背景技术】
[0002]在焊接领域中，金属焊接非常普遍。焊接工艺经过多年的发展，也基本发展成熟。例如压缩机储液器、空调消音器、中央空调用气液分离器、中央空调用油气分离器、灭火器、储气罐等产品，其壳体均通过焊接而成。又例如一些管材的接驳，包括同种金属管材的接驳或异种金属的接驳，都可通过焊接实现。
[0003]以压缩机储液器为例，其壳体一般采用铁质材料制作，一般有两种结构:(1)壳体分上半部和下半部两部分，其中一部分的焊接端的内径大于另一部分的外径，两部分套接，套接面之间有铜焊料，然后整体进行过炉焊。(2)壳体包括一中空的筒体及分别结合在筒体两端的上端盖和下端盖，三部分对应的焊接端也是套接，套接面之间有铜焊料，然后整体进行过炉焊。但是，这种焊接方式的工作成本高、工序复杂、效率很低，而且焊接强度一般。
[0004]为解决上述问题，中国专利申请201210589308.5，公开了一种压缩机及其制造方法和应用，其中储液器壳体包括一中空的筒体及分别结合在筒体两端的上端盖和下端盖，各组成部分间对接，对接端口通过闪光焊焊接。
[0005]但是，采用上述工艺又出现了其他问题:闪光焊需要夹紧壳体各部分来实施顶锻力并达到一定的顶锻速度，容易使表面出现夹紧伤；如果壳体采用上述第(2)种结构的话，由于闪光焊工艺的限制，焊接时部品将有分离、靠近的动作，无法实现三部件同时焊接，需要分两次进行焊接；由于各部分多次分离、接触、对中，使得焊接时对中性差；由于顶锻力使各部分焊接处熔融的铁向两边挤出，令壳体焊接处的内外表面均形成有凸起的异物；焊接功率要求较大，因此设备投资大；焊接强度较难控制，例如焊接时，各部分接近-分离，热量不稳定，焊接质量也不稳定，而且热应力大，冲击力大，易造成晶格断裂、产生热裂纹。
[0006]在中国专利申请201310484818.0中公开了一种壳体及其制造方法，通过氩弧焊、等离子焊、准离子焊、激光焊等对壳体进行焊接，其焊接质量改善，生产效率提高。焊接时，由于焊缝是环形的，因此需要转动壳体，使环形焊缝按圆周方向慢慢经过焊枪喷嘴的位置，焊接时需要精确对位，完成焊接。
[0007]但是，由于制造筒体、上端盖或下端盖时很难令它们待焊接的边缘光滑平整，待焊接边缘粗糙平行于中轴线的方向上往往有凹凸。而且，待焊接边缘也很难保证是一个正圆形，因此使得在垂直于中轴线方向上也常存在偏差(圆度公差)。传统的焊接机中，对于环形焊缝的焊接，通常是先将筒体的一端或两端同轴固定于驱动转轴上，电机带动驱动转轴转动，从而使筒体与驱动转轴同步转动。由于筒体本身尺寸存在公差，而安装于驱动转轴上又存在难以保证同轴安装，容易出现偏心公差，经过累积叠加的放大效应，公差甚至会扩大到±3mm以上。以上原因很容易造成焊接时出现撞枪(焊枪与待焊接工件触碰)而断焊的现象，还会造成由于待焊接边缘偏移而焊枪无法对准进而影响焊接质量的问题。
【发明内容】
[0008]为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种焊接工件安装装置，其能防止工件与安装机构的公差叠加，提高了焊接工件安装定位后的位置精度。
[0009]本实用新型的另一个目的是提供包含上述焊接工件安装装置的焊接装置和焊接生产线。
[0010]本发明的目的是这样实现的:一种焊接工件安装装置，其特征在于包括:一个用于容纳焊接工件的容纳空间；由电机驱动的驱动轴或驱动轮，设于容纳空间下方，驱动轴或驱动轮的周向表面为与焊接工件表面接触带动其转动的驱动表面；用于压紧焊接工件的下压定位机构，设于容纳空间的上方；用于对焊接工件左右位置进行定位的定位挡板，设于容纳空间的左右两侧。
[0011]所述的容纳空间下方至少设有两个中轴线相互平行的驱动轴或驱动轮；或者，所述的容纳空间下方至少设有一个驱动轴或驱动轮，以及一个从动轴或从动轮，驱动轴或驱动轮与从动轴或从动轮的中轴线相互平行。
[0012]所述的下压定位机构为压紧轮。
[0013]所述至少一块定位挡板上设有保护气体出气口，该保护气体出气口与保护气体输气管连通。
[0014]所述的定位挡板至少一块通过汽缸或电机驱动移动。
[0015]一种焊接装置，包含上述焊接工件安装装置以及焊枪。
[0016]所述的焊接装置还包括有控制焊枪位置的焊缝跟踪装置，该焊缝跟踪装置包括视觉跟踪机构及弧压跟踪机构；根据焊缝跟踪装置的控制信号调节焊枪位置的焊枪调节机构，焊枪固定安装焊枪调节机构上，焊枪调节机构与焊缝跟踪装置数据连接。
[0017]所述的视觉跟踪机构包括有:用于捕捉焊缝位置和焊枪的焊针位置的摄像机构，设于焊枪一侧，该侧是位于与焊接工件旋转方向相反方向的一侧；接收摄像机构的图像信息并输出控制信号至焊枪调节机构的视觉控制模块。
[0018]一种焊接生产线，包含若干个串联或并联连接的上述焊接装置。
[0019]本实用新型直接将焊接工件放置于驱动轴上，焊接时只需考虑焊接工件自身的公差，由于没有了与安装机构的公差叠加，提高了焊接工件的位置精度，使焊枪对位控制更迅速简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型焊接工件安装装置的结构示意简图；
[0021]图2是本实用新型焊接工件安装装置的结构示意简图(安装焊接工件后)；
[0022]图3是图2的A-A剖面图；
[0023]图4A、图4B分别是本实用新型焊接装置两个不同角度的结构示意简图；
[0024]图5是本实用新型焊接装置的结构示意图；
[0025]图6是本实用新型焊接装置生产线的结构示意简图；
[0026]图7是图6的B向视图。
【具体实施方式】[0027]以下结合附图对本实用新型进行进一步阐释，但本实用新型并不限于此特定例子。
[0028]本实用新型是一种焊接工件安装装置，如图1-图3所示，包括:一个用于容纳焊接工件11的容纳空间I ;由电机驱动的驱动轴2 (或驱动轮)，设于容纳空间I下方，驱动轴2(或驱动轮)的周向表面为与焊接工件11表面接触带动其反向转动的驱动表面；用于压紧焊接工件11的下压定位机构3，设于容纳空间I的上方；用于对焊接工件11左右位置进行定位的定位挡板4，设于容纳空间I的左右两侧。
[0029]驱动轴2由电机驱动，为本领域公知技术，例如由电机通过减速箱、齿轮或链条等传动驱动，使驱动轴2达到预设的转速，在此不再详述。为承托焊接工件11，在容纳空间I下方最好设有两个中轴线相互平行的轴(或轮)，该轴(或轮)可均为驱动轴(或驱动轮)，或一个为驱动轴(或驱动轮)另一个为从动轴(或从动轮)。例如，在容纳空间I下方设有两个驱动轴2，如图3所示，两个驱动轴2中轴线相互平行，在驱动焊接工件11转动的同时，还起到承托焊接工件11的作用；或者在容纳空间I下方设有一个驱动轴2，以及一个从动轴，驱动轴2与从动轴的中轴线相互平行，当驱动轴2的周向表面与焊接工件11表面接触带动其转动，焊接工件11表面又带动从动轮转动，两轴一起实现了驱动并承托焊接工件11的作用。
[0030]优选的，下压定位机构3为压紧轮，既能将焊接工件11下压定位，不会影响其转动，同时具有对成形焊缝进行热锻压提升焊缝强度的功能，压紧轮可根据焊接工件11选择适当的长度和外径。
[0031]最好至少其中一块定位挡板4上设有保护气体出气口 41，该保护气体出气口 41与保护气体输气管连通。定位挡板4至少其中一块是可左右移动的，或者两块定位挡板4都是可移动的，分别由各自侧的汽缸或电机驱动移动。如本实施例，其中一侧定位挡板4由该侧的汽缸42驱动移动，而另一块定位挡板则是固定不动的且开设有保护气体出气口 41。定位挡板4移动到预设位置与焊接工件11两端接触，从而限制了焊接工件11的左右位移。定位挡板4与汽缸是活动连接，当定位挡板4与焊接工件11两端接触,定位挡板4可随焊接工件11 一起转动。在本实施例中，焊接工件11为两端开口的中空壳体，安装好后其两端的开口与定位挡板4的保护气体出气口 41对接连通，焊接时通入保护气体，从而使焊缝处的金属不会被氧化。
[0032]图4A、4B、5所示的是一种焊接装置83，包含上述焊接工件安装装置以及焊枪5。对于使用焊枪的焊接工艺均可适用本方案，例如氩弧焊、等离子焊、准离子焊或激光焊等焊接工艺。焊接工件11为筒体或管材，待焊接的两部分为同种金属或异种金属均可，两部分焊接时可采用对接或套接的形式。
[0033]焊接工件安装装置大概位于焊接装置83的中间位置，焊枪5位于容纳空间I上方。焊枪5可根据需要设置一把或两把。在本实施例中，因焊接工件11为由三个部件通过两条焊缝焊接而成的筒体，因此对应两条焊缝设置了两把焊枪5，使焊接时可一次完成两条焊缝的焊接，提高了工作效率。
[0034]为了更好的实现焊枪5与焊缝的对位，焊接装置还包括有控制焊枪5位置的焊缝跟踪装置，该焊缝跟踪装置包括:
[0035]视觉跟踪机构及弧压跟踪机构。视觉跟踪机构包括有:用于捕捉焊缝位置和焊枪的焊针位置的摄像机构611，设于焊枪5—侧，该侧是位于与焊接工件11旋转方向相反方向的一侧；视觉控制模块612，接收摄像机构611的图像信息并输出控制信号至焊枪调节机构62。通过视觉跟踪机构，焊缝的某个点在焊接前先经过摄像机构611采集信号，在该点转至对准焊枪位置时，视觉控制模块612则刚好输出恰当的控制信号至焊枪调节机构62将焊枪调整至最佳位置。弧压跟踪机构是根据焊枪和工件的距离改变导致的电弧的弧压改变而获取信号进行调整的，焊接电源模块613接收焊枪的弧压变化，再输出控制信号至焊枪调节机构62。
[0036]焊枪调节机构62，包括左右调节部件621和上下调节部件622。焊枪5固定安装焊枪调节机构62上，焊枪调节机构62与焊缝跟踪装置数据连接，其中，根据焊缝跟踪装置的视觉跟踪机构控制信号控制焊枪5左右移动，根据焊缝跟踪装置的弧压跟踪机构控制信号控制焊枪5上下移动，对焊枪5位置进行微调，从而实现与焊缝的精确对位。本技术方案中，不需要焊接工件11具有比较明显的焊缝轮廓沟槽都可以实现精确对位，对于薄板或母材不开坡口的情况均可适用。
[0037]将若干个焊接装置串联或并联起来可形成一条高自动化的焊接生产线。如图6、图7所示，本实施例中的焊接生产线包括相互平行设置的进料输送带81和出料输送带82，两者中间设前述串联的焊接装置83。焊接生产线进料端设有工件自动夹装机构84，焊接工件11通过输送带送至进料输送带81，焊接工件11经进料输送带81运送到其中一个焊接装置83时触发止动机构85，进料输送带81停止，推料机构86将焊接工件11从进料输送带81横向推入焊接装置83的容纳空间1，此时定位挡板4启动对焊接工件11左右位置进行定位，下压定位机构3向下压紧焊接工件11，驱动轴2开始驱动焊接工件11转动，焊缝跟踪装置6同时开始采集数据控制焊枪5开始焊接。焊接完成后，定位挡板4、下压定位机构3等复位，推料机构86将焊接工件11从容纳空间I推至出料输送带82，最后完成出料。
【权利要求】
1.一种焊接工件安装装置，其特征在于包括:一个用于容纳焊接工件的容纳空间；由电机驱动的驱动轴或驱动轮，设于容纳空间下方，驱动轴或驱动轮的周向表面为与焊接工件表面接触带动其转动的驱动表面；用于压紧焊接工件的下压定位机构，设于容纳空间的上方；用于对焊接工件左右位置进行定位的定位挡板，设于容纳空间的左右两侧。
2.根据权利要求1所述的焊接工件安装装置，其特征在于:所述的容纳空间下方至少设有两个中轴线相互平行的驱动轴或驱动轮；或者，所述的容纳空间下方至少设有一个驱动轴或驱动轮，以及一个从动轴或从动轮，驱动轴或驱动轮与从动轴或从动轮的中轴线相互平行。
3.根据权利要求1所述的焊接工件安装装置，其特征在于:所述的下压定位机构为压紧轮。
4.根据权利要求1所述的焊接工件安装装置，其特征在于:所述至少一块定位挡板上设有保护气体出气口，该保护气体出气口与保护气体输气管连通。
5.根据权利要求1所述的焊接工件安装装置，其特征在于:所述的定位挡板至少一块通过汽缸或电机驱动移动。
6.一种焊接装置，包含权利要求1-5任一权利要求所述焊接工件安装装置，以及焊枪。
7.根据权利要求6所述的焊接装置，其特征在于:还包括有控制焊枪位置的焊缝跟踪装置，该焊缝跟踪装置包括视觉跟踪机构及弧压跟踪机构；根据焊缝跟踪装置的控制信号调节焊枪位置的焊枪调节机构，焊枪固定安装焊枪调节机构上，焊枪调节机构与焊缝跟踪装置数据连接。
8.根据权利要求7所述的焊接装置，其特征在于:所述的视觉跟踪机构包括有:用于捕捉焊缝位置和焊枪的焊针位置的摄像机构，设于焊枪一侧，该侧是位于与焊接工件旋转方向相反方向的一侧；接收摄像机构的图像信息并输出控制信号至焊枪调节机构的视觉控制模块。
9.一种焊接生产线，包含若干个串联或并联连接的权利要求7或8所述述焊接装置。
【文档编号】B23K9/32GK203804394SQ201420132674
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】谢二文 申请人:谢二文